7. Влияние видов покрытия на лазерное упрочнение поверхности заготовки из стали 40х

Метод обработки	Толщина	Состояние закаленной зоны металла
поверхности	пленки, мкм	глубина, мм	микротвсрдость, МПа
Фосфатирование марганцевое	8 ... 10	0,43 ... 0,5	5000 - 8000
Воронение	5 ... 10	0,35 ...0,44	6000
Цинковый фосфат	3 ...5	0,28 ... 0,35	5000
Аморфный фосфат	1 ...2	0,2... 0,3	6500
Алюмохромофосфатные покрытия	50 ... 80	0,4 ... 0,45	6000
Черное хромирование	5... 10 1	0,35 ...0,45	6200

Количество таких легируемых элементов, как хром, марганец или молибден, влияет на закаливаемость; повышение микротвердости в зоне лазерного влияния наблюдается у сталей при малой дозе легирования.

Обработку непрерывным лазерным излучением ведут при определенной скорости сканирования луча по поверхности. С ростом плотности мощности и уменьшением от­носительных скоростей перемещения луча скорости охлаждения падают. В результате закаленная структура отпускается и твердость уменьшается. Максимальная твердость поверхностного слоя будет при достаточно высокой скорости охлаждения. Однако при низких скоростях перемещения луча увеличивается глубина закаленного слоя. Следова­тельно, режимы лазерной обработки оптимизируют в зависимости от требуемых функ­циональных свойств. Оптимизация режимов лазерного облучения приведена на рис. 9.19 и 9.20 для заготовок из стали 40 ХН.

Лазерная обработка заготовок из инструментальных сталей

Упрочнение режущего инструмента локализовано в режущих кромках, Малообъем- ность кромки затрудняет теплоотвод в материал заготовки. Оптимальный режим импульс­ной обработки достигается при облучении энергией излучения на 2 ... 3 Дж ниже E_yv. При непрерывном излучении подбирается энергия для каждой марки стали, при которой обес­печивается небольшое оплавление поверхности заготовки. Предварительная обработка поверхности лазером, энергией на 5 ... 7 Дж меньше оптимальной, улучшает равномер­ность поглощения энергии при повторном облучении. Аустенитные и ферритные стали, не обнаруживающие а - у-фазовые переходы, не подвергаются закалке лазером.

Лазерную закалку рекомендуется проводить в различных газовых средах (аргона, азота, углекислого газа). В одних случаях это предохраняет поверхность от обезуглеро­живания, в других, наоборот, насыщает углеродом, азотом и другими легирующими элементами.